JP6609484B2 - In-vehicle display device - Google Patents
In-vehicle display device Download PDFInfo
- Publication number
- JP6609484B2 JP6609484B2 JP2016011424A JP2016011424A JP6609484B2 JP 6609484 B2 JP6609484 B2 JP 6609484B2 JP 2016011424 A JP2016011424 A JP 2016011424A JP 2016011424 A JP2016011424 A JP 2016011424A JP 6609484 B2 JP6609484 B2 JP 6609484B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- image forming
- image
- screen
- forming unit
- optical path
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 54
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 39
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 36
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 6
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 210000000887 face Anatomy 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Fittings On The Vehicle Exterior For Carrying Loads, And Devices For Holding Or Mounting Articles (AREA)
- Instrument Panels (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
Description
本発明は、ウインドシールドガラスなどの投影部材の前方に結像される虚像を前記投影部材の後方から目視可能とされた車載用表示装置に係り、特に、投影部材の前方の距離の異なる位置に複数の虚像が結像される載用表示装置に関する。 The present invention relates to an in-vehicle display device in which a virtual image formed in front of a projection member such as a windshield glass can be viewed from the rear of the projection member, and in particular, at a position at a different distance in front of the projection member. The present invention relates to a mounting display device on which a plurality of virtual images are formed.
特許文献1に、ヘッドアップディスプレイとして使用される情報表示装置に関する発明が記載されている。
この情報表示装置は、映像投射器の前方に2個の透過型のスクリーンが配置されており、映像投影器によってそれぞれのスクリーンに情報が結像される。それぞれのスクリーンからウインドシールドガラスである被画像形成部材までの距離がそれぞれ相違している。被画像形成部材によって各スクリーンに結像された像は被画像形成部材で反射されて視認者に向けられる。その結果、視認者には被画像形成部材よりも前方に形成される虚像が目視される。 In this information display device, two transmissive screens are arranged in front of a video projector, and information is imaged on each screen by the video projector. The distances from the respective screens to the image forming member that is the windshield glass are different. The image formed on each screen by the image forming member is reflected by the image forming member and directed to the viewer. As a result, a virtual image formed in front of the image forming member is visually recognized by the viewer.
それぞれのスクリーンと被画像形成部材との距離が相違しているため、被画像形成部材から離れた位置にあるスクリーンに結像された像で、被画像形成部材の前方の離れた位置に虚像が形成され、被画像形成部材に接近した位置にあるスクリーンに結像された像で、被画像形成部材の前方の近い位置に虚像が形成される。 Since the distance between each screen and the image forming member is different, an image formed on the screen at a position distant from the image forming member is a virtual image at a position distant from the image forming member. A virtual image is formed at a position near the front of the image forming member by the image formed on the screen at a position close to the image forming member.
このようにして、運転者である視認者は、ウインドシールドガラスである被画像形成部材の前方において、距離の異なる位置に形成されたそれぞれの虚像を観察することができるようになる。 In this way, the viewer who is the driver can observe the respective virtual images formed at different positions in front of the image forming member that is the windshield glass.
特許文献1に記載の情報表示装置は、2個のスクリーンと被画像形成部材との距離を異ならせることで、被画像形成部材の前方の異なる位置に虚像を形成している。
The information display device described in
ここで、MEMSミラーなどを使用して表示光を走査する構造の映像投射器は、理論的には、映像投射器とスクリーンとの距離を変化させてもスクリーンに像を結像させることが可能である。しかし、実際には、映像投射器とスクリーンとの距離が変化すると、焦点ずれが発生し、像にボケが生じやすくなる。特に、MEMSミラーの走査の際の開き角度が大きくなる像の周辺部分でボケが顕著になる。特許文献1に記載の情報表示装置では、それぞれのスクリーンと被画像形成部材までの距離が相違しているため、被画像形成部材の前方に形成される複数の虚像のいずれかに焦点ボケが発生しやすい。
Here, a video projector structured to scan display light using a MEMS mirror or the like can theoretically form an image on the screen even if the distance between the video projector and the screen is changed. It is. However, in practice, when the distance between the video projector and the screen changes, defocusing occurs and the image tends to be blurred. In particular, blurring becomes prominent in the peripheral portion of an image where the opening angle increases when the MEMS mirror is scanned. In the information display device described in
特許文献1に記載の情報表示装置は、映像投影器とスクリーンとの距離の差を補正するために可変焦点レンズや投影レンズが使用されている。しかし、このようなレンズを設けると装置のコストが高くなる。また透過型のレンズは色収差を有しているため、複数の色相の表示光を使用すると、色収差により色ずれが発生するおそれがある。この色ずれも像の外周部分で顕著に表れやすくなる。
In the information display device described in
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、透過型スクリーンとウインドシールドガラスなどの投影部材との距離を異ならせて、投影部材の前方における距離が相違する位置に虚像を形成するものにおいて、焦点ずれにより像のボケや色収差による色ずれが発生しずらい構造を採用した車載用表示装置を提供することを目的としている。 The present invention solves the above-described conventional problems, and forms a virtual image at a position where the distance in front of the projection member is different by varying the distance between the transmission type screen and the projection member such as windshield glass. Another object of the present invention is to provide a vehicle-mounted display device that employs a structure in which image blur and color shift due to chromatic aberration do not easily occur due to defocus.
本発明は、第1の透過型スクリーンおよび第2の透過型スクリーンと、それぞれの前記透過型スクリーンに中間像を形成する画像形成部と、投影部材に前記中間像を投影する投影部とを有し、前記投影部材の前方の虚像を、前記投影部材の後方から目視可能とされた車載用表示装置において、
共通の前記画像形成部で、前記第1の透過型スクリーンと前記第2の透過型スクリーンの双方に前記中間像が形成され、
前記第2の透過型スクリーンから前記投影部材までの光路よりも、前記第1の透過型スクリーンから前記投影部材までの光路が長く、
前記画像形成部から前記第1の透過型スクリーンに至る光路と、前記画像形成部から前記第2の透過型スクリーンに至る光路とがほぼ同じ長さであって、
前記画像形成部から前記第2の透過型スクリーンを経て前記ハーフミラーに至る光路よりも、前記画像形成部から前記第1の透過型スクリーンを経て前記ハーフミラーに至る光路が長く設定されており、
前記第1の透過型スクリーンに形成される中間像に基づく虚像が、前記第2の透過型スクリーンに形成される中間像に基づく虚像よりも前記投影部材から離れて位置することを特徴とするものである。
The present invention includes a first transmission screen and a second transmission screen, an image forming unit that forms an intermediate image on each of the transmission screens, and a projection unit that projects the intermediate image on a projection member. In the in-vehicle display device in which the virtual image in front of the projection member can be viewed from behind the projection member,
The intermediate image is formed on both the first transmission screen and the second transmission screen in the common image forming unit,
The optical path from the first transmissive screen to the projection member is longer than the optical path from the second transmissive screen to the projection member,
The optical path from the image forming unit to the first transmissive screen and the optical path from the image forming unit to the second transmissive screen are substantially the same length,
The optical path from the image forming unit through the first transmission type screen to the half mirror is set to be longer than the optical path from the image forming unit through the second transmission type screen to the half mirror,
Virtual image based on the intermediate image formed on the first transmissive screen, characterized in that located is away from said projection member than the virtual image based on the intermediate image formed on the second transmissive screen Is.
本発明の車載用表示装置は、前記画像形成部から前記第1の透過型スクリーンに至る光路上に配置された第1の反射ミラーと、前記画像形成部から前記第2の透過型スクリーンに至る光路上に配置された第2の反射ミラーとを有し、
前記第1の反射ミラーと前記第2の反射ミラーが、前記画像形成部で形成される画像形成範囲内における互いに異なる領域において、前記画像形成部に対向しているものとして構成できる。
The in-vehicle display device of the present invention includes a first reflecting mirror disposed on an optical path from the image forming unit to the first transmissive screen, and from the image forming unit to the second transmissive screen. A second reflecting mirror disposed on the optical path,
The first reflection mirror and the second reflection mirror may be configured to face the image forming unit in different regions within an image forming range formed by the image forming unit.
本発明の車載用表示装置は、前記画像形成部には、表示光を走査させる走査機構が設けられており、前記表示光が前記第1の反射ミラーを走査しているときに、前記第1の透過型スクリーンに中間像が形成され、前記表示光が前記第2の反射ミラーを走査しているときに、前記第2の透過型スクリーンに中間像が形成されるものとして構成できる。 In the in-vehicle display device of the present invention, the image forming unit is provided with a scanning mechanism that scans display light, and the first reflection mirror is scanned when the display light is scanning the first reflection mirror. An intermediate image is formed on the transmissive screen, and an intermediate image is formed on the second transmissive screen when the display light scans the second reflecting mirror.
本発明の車載用表示装置は、前記画像形成部から前記第1の透過型スクリーンに至る光路上に位置する反射ミラーと、前記画像形成部から前記第2の透過型スクリーンに至る光路上に位置する反射ミラーの少なくとも一部が、凹面ミラーで形成されていることが好ましい。 The in-vehicle display device according to the present invention includes a reflection mirror located on an optical path from the image forming unit to the first transmissive screen, and an optical path from the image forming unit to the second transmissive screen. It is preferable that at least a part of the reflecting mirror is a concave mirror.
本発明の車載用表示装置は、第2の透過型スクリーンからウインドシールドなどの投影部材までの光路よりも、第1の透過型スクリーンから投影部材までの光路を長くすることで、第1の透過型スクリーンで形成される虚像を、第2の透過型スクリーンで形成される虚像よりも投影部材から前方へ離れた位置に結像できるようにしている。 The in-vehicle display device of the present invention makes the first transmission by making the optical path from the first transmission type screen to the projection member longer than the optical path from the second transmission type screen to the projection member such as a windshield. The virtual image formed by the mold screen can be formed at a position farther forward from the projection member than the virtual image formed by the second transmission screen.
ただし、画像形成部から前記第2の透過型スクリーンを経て投影部材に至る光路よりも、画像形成部から前記第1の透過型スクリーンを経て前記投影部材に至る光路を長く設定することで、画像形成部から第1の透過型スクリーンに至る光路と、画像形成部から第2の透過型スクリーンに至る光路との差を小さくでき、好ましくは両光路をほぼ同じ長さにできるようにしている。 However, the optical path from the image forming unit to the projection member through the first transmission type screen is set to be longer than the optical path from the image formation unit through the second transmission type screen to the projection member. The difference between the optical path from the forming section to the first transmissive screen and the optical path from the image forming section to the second transmissive screen can be reduced, and preferably both optical paths can have substantially the same length.
その結果、第1の透過型スクリーンで形成される虚像と、第2の透過型スクリーンで形成される虚像の焦点ずれを解消でき、像のボケが発生するのを防止できるようにしている。 As a result, the defocus of the virtual image formed by the first transmissive screen and the virtual image formed by the second transmissive screen can be eliminated, and the occurrence of image blur can be prevented.
また、画像形成部から第1の透過型スクリーンに至る光路上に配置された第1の反射ミラーと、画像形成部から第2の透過型スクリーンに至る光路上に配置された第2の反射ミラーとを、画像形成部で形成される画像形成範囲内における互いに異なる領域で、画像形成部に対向させることで、1つの画像形成部によって複数の虚像を形成できるようになる。特に、表示光を第1の反射ミラーと第2の反射ミラーとに走査させることで、1つの画像形成部で異なる虚像を形成できるようになる。 Also, a first reflecting mirror disposed on the optical path from the image forming unit to the first transmissive screen, and a second reflecting mirror disposed on the optical path from the image forming unit to the second transmissive screen. Are opposed to the image forming unit in different regions within the image forming range formed by the image forming unit, so that a plurality of virtual images can be formed by one image forming unit. In particular, by causing the display light to scan the first reflection mirror and the second reflection mirror, different virtual images can be formed by one image forming unit.
また、反射ミラーとして凹面ミラーを使用することで、色収差の発生も防止できるようになる。 In addition, the use of a concave mirror as the reflection mirror can prevent the occurrence of chromatic aberration.
図1に、本発明の実施の形態の車載用表示装置10が、車両の一例である自動車1に搭載された状態で示されている。
FIG. 1 shows a vehicle-mounted
自動車1は、ボンネット部2と天井部3との間にウインドシールドガラス4が装着されており、ウインドシールドガラス4で、車室空間5と、車両の前方の外部空間6とが仕切られている。ウインドシールドガラス4は湾曲しており、車室空間5にウインドシールドガラス4の凹面が向けられ、前方の外部空間6にウインドシールドガラス4の凸面が向けられている。ウインドシールドガラス4が凹曲面を有する投影部材あるいはハーフミラーとして機能する。
In the
ただし、本発明では、ウインドシールドガラス4が投影部材として機能するのではなく、ウインドシールドガラス4よりも車室内側に、コンバイナと称される湾曲した投影部材が別途に配置されていてもよい。
However, in the present invention, the
車室空間5には運転席7が設けられ、その前方にステアリングホイール8が設けられている。車室空間5の前方にダッシュボード9が設けられており、このダッシュボード9の内部に、本発明の実施の形態の車載用表示装置10が埋め込まれて設けられている。車載用表示装置10は、いわゆるヘッドアップディスプレイ(HUD)装置である。
A driver's seat 7 is provided in the
図2には、車載用表示装置10とウインドシールドガラス4の一部が示されている。図3と図4には、車載用表示装置10の構成部材がさらに詳しく示されている。図3は車載用表示装置10の構成部材を示す斜視図であり、図4は、図3に示す構成部材をIV矢視方向から見た側面図である。
FIG. 2 shows a part of the in-
図3と図4に示すように、車載用表示装置10に画像形成部11が設けられている。画像形成部11はMEMSミラーと光源を有している。MEMSミラーは、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)構成であり、可動ミラーと、この可動ミラーをX方向とY方向へ向けて回動させる走査機構とを有している。また、表示光としてR(赤)の可視光レーザを発する光源と、G(緑)とB(青)のそれぞれの可視光レーザを発する光源が設けられている。各色のレーザを発する光源はスイッチング素子で切換えられて動作する。
As shown in FIGS. 3 and 4, the in-
また、画像形成部11として、周知のDLP(Digital Light Processing)プロジェクタが使用されてもよい。
Further, a known DLP (Digital Light Processing) projector may be used as the
画像形成部11よりもZ1側(車室空間5側)に第1の反射ミラー12と第2の反射ミラー13が配置されている。第1の反射ミラー12と第2の反射ミラー13は平面ミラーである。第1の反射ミラー12は第2の反射ミラー13よりも、画像形成部11から離れた位置にある。
A
図4に示すように、第1の反射ミラー12は第2の反射ミラー13よりも、Y方向の上側に位置している。図6は、図4のVI−VI矢視図であり、第1の反射ミラー12と第2の反射ミラー13を、画像形成部11側から見ている。図6に示すように、画像形成部11側からZ1方向を見たときに、第1の反射ミラー12が上側に位置し、第2の反射ミラー13が下側に位置しており、両反射ミラー12,13は上下方向においてわずかな寸法δだけ重複している。
As shown in FIG. 4, the
図6には、画像形成部11で形成される画像形成範囲Aが鎖線で囲まれて示されている。画像形成部11では、可視光レーザなどの表示光(表示ビーム)Lを画像形成範囲A内でZ1方向へ照射し、表示光LをX方向へ一列に走査し、走査列HをY方向へ少しずつ移動させる投影動作が行われる。図6に示すように、第1の反射ミラー12の反射面と第2の反射ミラー13の反射面は、画像形成範囲A内において上下に別れた異なる領域で画像形成部11に対向している。
In FIG. 6, an image forming range A formed by the
そのため、画像形成範囲A内の上方領域において、表示光Lを可動ミラーで走査させた走査光S1は、第2の反射ミラー13で反射されることなく、第1の反射ミラー12に至って上向きに反射される。画像形成範囲A内の下方領域において、表示光Lを走査させた走査光S2は、第2の反射ミラー13で上向きに反射され、第1の反射ミラー12まで届くことがない。
Therefore, in the upper region in the image forming range A, the scanning light S1 obtained by scanning the display light L with the movable mirror is not reflected by the second reflecting
図2と図3および図4では、上方領域の走査光S1が実線で示されており、下方領域の走査光S2が破線で示されている。 2, 3, and 4, the scanning light S <b> 1 in the upper region is indicated by a solid line, and the scanning light S <b> 2 in the lower region is indicated by a broken line.
図3と図4に示すように、第1の反射ミラー12で反射された走査光S1は、その上に位置する第3の反射ミラー14で反射されて、前方(Z2方向)へ向けられ、第2の反射ミラー13で反射された走査光S2は、その上に位置する第4の反射ミラー15で反射されて前方(Z2方向)へ送られる。
As shown in FIGS. 3 and 4, the scanning light S1 reflected by the first reflecting
図5(A)(B)に基づいて、第3の反射ミラー14についてさらに説明する。
図5(A)は、第3の反射ミラーとして平面ミラー14aを配置したときの問題点を示している。画像形成部11は、可動ミラーで表示光Lを反射させ、走査機構で可動ミラーをX方向とY方向へ回動させ、走査光S1により画像を生成するものであるため、走査光S1が走査範囲の中心から離れるにしたがって、平面ミラー14aへの走査光S1の入射開き角αが大きくなり、平面ミラー14aで反射される走査光S1の反射角β、すなわち後述する第1の透過型スクリーン16への走査光S1の入射角も大きくなる。その結果、表示画像はその表示領域の縁部に向かうにしたがって画像のボケや輝度ムラなどが発生しやすくなる。
The
FIG. 5A shows a problem when the flat mirror 14a is arranged as the third reflecting mirror. Since the
従来は、画像形成部11からウインドシールドガラス4(投影部材)までの光路のいずれかにフィールドレンズを配置し、前記入射開き角βを調整することで、画像のボケや輝度ムラの発生を抑制している。
Conventionally, by arranging a field lens in one of the optical paths from the
しかし、フィールドレンズを使用することは比較的高価な光学部品を増やすことになって製造コストが高くなる。さらには、フィールドレンズは、光の波長の相違により屈折率が変化することに起因する色収差を有しているため、表示画像の色ずれなどの問題が生じやすくなる。 However, using a field lens increases the manufacturing cost because it increases the number of relatively expensive optical components. Furthermore, since the field lens has chromatic aberration due to a change in refractive index due to a difference in light wavelength, problems such as color misregistration of a display image are likely to occur.
そこで、実施の形態の車載用表示装置10では、図5(B)に示すように、第3の反射ミラー14を凹面ミラーとすることで、走査範囲の中心から離れた位置での走査光S1の反射方向の開き角度を低下させている。すなわち、第3の反射ミラー14は、その光矯正機能をフィールドレンズと同じに設定することで、反射ミラー14でフィールドレンズと同じ光矯正を行なえるようにしている。また、凹面ミラーはレンズのような色収差を持たないので、表示画像の色ずれも防止することができる。
Therefore, in the in-
これは、第4の反射ミラー15においても同じであり、第4の反射ミラー15も凹面ミラーであることが好ましい。すなわち、2つの反射ミラー14と15のうちの少なくとも一方が凹面ミラーであることが好ましい。
The same applies to the
図3と図4に示すように、第3の反射ミラー14の反射方向の前方に第1の透過型スクリーン16が配置され、第4の反射ミラー15の反射方向の前方に第2の透過型スクリーン17が配置されている。画像形成部11において表示光Lを走査することで形成される走査光のうち、画像形成範囲Aの上側の領域を走査する実線で示す走査光S1は、第1の反射ミラー12と第3の反射ミラー14で反射されて、第1の透過型スクリーン16に第1の中間像を結像する。画像形成範囲Aの下側の領域を走査する破線で示す走査光S2は、第2の反射ミラー13と第4の反射ミラー15で反射され、第2の透過型スクリーン17に第2の中間像を結像する。
As shown in FIGS. 3 and 4, the first
第1の中間像と第2の中間像は、画像形成部11に設けられて走査機構によって可動ミラーを動作させ、R,G,Bなどの各色相の光源をスイッチングすることで形成される。第1の中間像と第2の中間像によって、数字、文字、記号、など各種の映像が表現される。
The first intermediate image and the second intermediate image are formed in the
図2と図3に示すように、第1の透過型スクリーン16と第2の透過型スクリーン17のZ2方向の前方に投影ミラー(投影部)18が設けられている。投影ミラー18は凹面ミラーである。第1の透過型スクリーン16を透過した第1の中間像を含む第1の透過光Saが、投影ミラー18で反射されて集光され、反射後の第1の投影光Sv1がウインドシールドガラス4の車室空間5側の内面に照射される。同様に、第2の透過型スクリーン17を透過した第2の中間像を含む第2の透過光Sbが、投影ミラー18で反射されて集光され、反射後の第2の投影光Sv2がウインドシールドガラス4の車室空間5側の内面に照射される。
As shown in FIGS. 2 and 3, a projection mirror (projection unit) 18 is provided in front of the
図2と図3に示すように、第1の透過型スクリーン16から投影ミラー18までの光路は、第2の投影型スクリーン17から投影ミラー18までの光路よりも長くなっており、その結果、第1の透過型スクリーン16からウインドシールドガラス(投影部材)4までの光路は、第2の透過型スクリーン17からウインドシールドガラス4までの光路よりも長くなっている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the optical path from the
さらに、画像形成部11から第1の反射ミラー12と第3の反射ミラー14および第1の透過型スクリーン16を経て投影ミラー18に至る光路が、画像形成部11から第2の反射ミラー13と第4の反射ミラー15および第2の透過型スクリーン17を経て投影ミラー18に至る光路よりも長くなっている。すなわち、画像形成部11から第1の透過型スクリーン16を経てウインドシールドガラス4に至る光路が、画像形成部11から第2の透過型スクリーン17を経てウインドシールドガラス4に至る光路よりも長くなっている。
Further, an optical path from the
その結果、画像形成部11から第1の反射ミラー12と第3の反射ミラー14を経て第1の透過型スクリーン16に至るまでの光路と、画像形成部11から第2の反射ミラー13と第4の反射ミラー15を経て第2の透過型スクリーン17に至る光路の差を小さくでき、この2つの光路をほぼ同じ長さに設定することが可能になる。
As a result, the optical path from the
特に、実施の形態の車載用表示装置10では、図3と図4および図6に示すように、第1の反射ミラー12と第2の反射ミラー13を、画像形成部11で形成される画像形成範囲A内における互いに異なる領域において画像形成部11に対向配置させ、また、第1の反射ミラー12で反射された走査光S1と第2の反射ミラー13で反射された走査光S2とが干渉しないように、第3の反射ミラー14と第4の反射ミラー15とをそれぞれ第1の反射ミラー12と第2の反射ミラー13とに対向配置させている。その上で、画像形成部11から第1の反射ミラー12と第3の反射ミラー14を経て第1の透過型スクリーン16に至るまでの光路と、画像形成部11から第2の反射ミラー13と第4の反射ミラー15を経て第2の透過型スクリーン17に至る光路が同じ長さになるように第1乃至第4の反射ミラー12,13,14,15の配置位置を決定している。
In particular, in the in-
車載用表示装置10による表示動作は以下の通りである。
図6に示すように、画像形成部11では表示光LがX方向に走査され、その走査列HがY方向へ順に移動し、その間で光源をスイッチングすることで、画像形成範囲A内で画像を形成することが可能になる。
The display operation by the in-
As shown in FIG. 6, in the
図4と図6に示すように、画像形成範囲Aの上側の領域を走査する走査光S1は、第1の反射ミラー12を走査し、さらに第3の反射ミラー14で反射されて第1の透過型スクリーン16に第1の中間像が生成される。画像形成範囲Aの下側の領域を走査する走査光S2は、第2の反射ミラー13を走査し、さらに第4の反射ミラー15で反射されて第2の透過型スクリーン17に第2の中間像が生成される。
As shown in FIGS. 4 and 6, the scanning light S1 that scans the upper region of the image forming range A scans the first reflecting
第1の透過型スクリーン16を透過した透過光Saは、投影ミラー18で反射され集光されその投影光Sv1がウインドシールドガラス4の内面に向けられる。同様に、第2の透過型スクリーン17を透過した透過光Sbは、投影ミラー18で反射され集光されその投影光Sv2がウインドシールドガラス4の内面に向けられる。
The transmitted light Sa transmitted through the first
ウインドシールドガラス4は湾曲した投影部材として機能し、投影ミラー18で集光された投影光Sv1,Sv2は、ウインドシールドガラス4の内面で反射されて、投影光Sv1,Sv2の反射成分が運転席7に着席している視認者(運転者)20の眼20aに向けられる。その結果、眼20aでウインドシールドガラス4の前方の外部空間6に形成(結像)される虚像21,22を目視することが可能になる。
The
第1の透過型スクリーン16からウインドシールドガラス4までの光路は、第2の透過型スクリーン17からウインドシールドガラス4までの光路よりも長いため、第1の投影型スクリーン16に形成される第1の中間像は、ウインドシールドガラス4の前方に離れた位置の遠方虚像21として結像する。第2の透過型スクリーン17に形成される第2の中間像は、ウインドシールドガラス4の前方において、遠方虚像21よりも手前側の近方虚像22として結像される。
Since the optical path from the
視認者(運転者)20は、ウインドシールドガラス4の前方において距離を異ならせて結像する遠方虚像21と近方虚像22を目視することで、異なる位置の異なる情報を認識することが可能になる。例えば遠方虚像21として、重要度の高い走行情報や車両情報が表示され、近方虚像22として比較的重要度の低い走行情報や車両情報が表示される。
The viewer (driver) 20 can recognize different information at different positions by viewing the far
この車載用表示装置10では、画像形成部11の走査光によって画像形成範囲Aに画像が形成されるが、図4と図6に示すように、走査光による画像形成範囲Aに対して、第1の反射ミラー12と第2の反射ミラー13が異なる領域を占めて、第1の反射ミラー12と第2の反射ミラー13が画像形成部11に対向している。そのため、画像形成部11により、画像形成範囲A内で表示光を走査させると、一部の走査光S1で第1の中間像を形成して遠方虚像21を結像させることができ、他の走査光S2で第2の中間像を形成して近方虚像22を結像させることができる。
In the in-
このように、1つ画像形成部11において表示光LでX方向とY方向の2方向の一連の走査を行い、光源をスイッチングすることで、遠方虚像21と近方虚像22の双方を形成することができる。
In this way, one
特に、第1の反射ミラー12と第2の反射ミラー13を画像形成部11側から見たときに、両反射ミラー12,13は上下方向に離れておらずわずかな寸法δだけ重複しているため、画像形成範囲A内で表示光を走査させるときに無駄な走査領域が生じない。よって、遠方虚像21と近方虚像22を時間的な間隔を空けずに結像させることができる。なお、上記重複寸法δは設計上ゼロであっても良い。
In particular, when the
また、図4に示すように、第1の透過型スクリーン16からウインドシールドガラス4までの光路を、第2の透過型スクリーン17からウインドシールドガラス4までの光路よりも長くし、さらに画像形成部11から第1の透過型スクリーン16を経てウインドシールドガラス4に至る光路を、画像形成部11から第2の透過型スクリーン17を経てウインドシールドガラス4に至る光路よりも長くすることで、画像形成部11から第1の透過型スクリーン16に至る光路と、画像形成部11から第2の透過型スクリーン17に至るまでの距離の差を無くし、2つの光路を同じ長さに設定している。
Further, as shown in FIG. 4, the optical path from the first
その結果、可変焦点レンズなどの高価な光学部品を用いることなく、画像形成部11によって第1の透過型スクリーン16に形成される第1の中間像と、画像形成部11によって第2の透過型スクリーン17に形成される第2の中間像の結像焦点の距離をほぼ同じにでき、第1の中間像と第2の中間像を、焦点ボケがなく鮮明に形成することが可能になる。
As a result, the first intermediate image formed on the
なお、前記実施の形態では、第1の透過型スクリーン16と第2の透過型スクリーン17が設けられて、遠方虚像21と近方虚像22の2つの虚像が形成されるが、本発明はさらに第3の透過型スクリーンが設けられて、ウインドシールドガラス4の前方の異なる箇所に3種類の虚像が形成されてもよい。この場合には、図6に示す画像形成範囲A内に3個の反射ミラーが位置し、3個の反射ミラーが画像形成部11に対向するように構成する。
In the embodiment, the
A 画像形成範囲
H 走査列
L 表示光
S1,S2 走査光
Sa,Sb 透過光
Sv1,Sv2 投影光
1 自動車
4 ウインドシールドガラス
5 車室空間
6 外部空間
10 車載用表示装置
11 画像形成部
12 第1の反射ミラー
13 第2の反射ミラー
14 第3の反射ミラー
15 第4の反射ミラー
16 第1の透過型スクリーン
17 第2の透過型スクリーン
18 投影ミラー
21 遠方虚像
22 近方虚像
20 視認者
A Image forming range H Scanning row L Display light S1, S2 Scanning light Sa, Sb Transmitted light Sv1, Sv2 Projection light 1
Claims (4)
共通の前記画像形成部で、前記第1の透過型スクリーンと前記第2の透過型スクリーンの双方に前記中間像が形成され、
前記第2の透過型スクリーンから前記投影部材までの光路よりも、前記第1の透過型スクリーンから前記投影部材までの光路が長く、
前記画像形成部から前記第1の透過型スクリーンに至る光路と、前記画像形成部から前記第2の透過型スクリーンに至る光路とがほぼ同じ長さであって、
前記画像形成部から前記第2の透過型スクリーンを経て前記投影部材に至る光路よりも、前記画像形成部から前記第1の透過型スクリーンを経て前記投影部材に至る光路が長く設定されており、
前記第1の透過型スクリーンに形成される中間像に基づく虚像が、前記第2の透過型スクリーンに形成される中間像に基づく虚像よりも前記投影部材から離れて位置することを特徴とする車載用表示装置。 A first transmissive screen, a second transmissive screen, an image forming unit that forms an intermediate image on each of the transmissive screens, and a projection unit that projects the intermediate image on a projection member, In the in-vehicle display device in which the virtual image in front of the member is visible from the rear of the projection member,
The intermediate image is formed on both the first transmission screen and the second transmission screen in the common image forming unit,
The optical path from the first transmissive screen to the projection member is longer than the optical path from the second transmissive screen to the projection member,
The optical path from the image forming unit to the first transmissive screen and the optical path from the image forming unit to the second transmissive screen are substantially the same length,
An optical path from the image forming unit to the projection member through the first transmission type screen is set to be longer than an optical path from the image formation unit through the second transmission type screen to the projection member,
Virtual image based on the intermediate image formed on the first transmissive screen, characterized in that located is away from said projection member than the virtual image based on the intermediate image formed on the second transmissive screen In-vehicle display device.
前記第1の反射ミラーと前記第2の反射ミラーが、前記画像形成部で形成される画像形成範囲内における互いに異なる領域において、前記画像形成部に対向している請求項1記載の車載用表示装置。 A first reflection mirror disposed on an optical path from the image forming unit to the first transmission type screen; and a second reflection mirror disposed on an optical path from the image formation unit to the second transmission type screen. A reflection mirror,
The in-vehicle display according to claim 1, wherein the first reflecting mirror and the second reflecting mirror are opposed to the image forming unit in different regions within an image forming range formed by the image forming unit. apparatus.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016011424A JP6609484B2 (en) | 2016-01-25 | 2016-01-25 | In-vehicle display device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016011424A JP6609484B2 (en) | 2016-01-25 | 2016-01-25 | In-vehicle display device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017134105A JP2017134105A (en) | 2017-08-03 |
JP6609484B2 true JP6609484B2 (en) | 2019-11-20 |
Family
ID=59504338
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016011424A Active JP6609484B2 (en) | 2016-01-25 | 2016-01-25 | In-vehicle display device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6609484B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11036045B2 (en) * | 2017-03-14 | 2021-06-15 | Pioneer Corporation | Display device |
CN108761797A (en) * | 2018-07-31 | 2018-11-06 | 惠州市华阳多媒体电子有限公司 | A kind of projection module applied to WHUD |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006106254A (en) * | 2004-10-04 | 2006-04-20 | Denso Corp | Head-up display for vehicle |
TWI491973B (en) * | 2011-10-19 | 2015-07-11 | 揚明光學股份有限公司 | Vehicular projection system |
JP2013111999A (en) * | 2011-11-25 | 2013-06-10 | Nippon Seiki Co Ltd | Vehicle display device |
US9030749B2 (en) * | 2012-08-01 | 2015-05-12 | Microvision, Inc. | Bifocal head-up display system |
JP2015034919A (en) * | 2013-08-09 | 2015-02-19 | 株式会社デンソー | Information display device |
JP2016224077A (en) * | 2015-05-26 | 2016-12-28 | 日本精機株式会社 | Head-up display device |
JP2017026951A (en) * | 2015-07-27 | 2017-02-02 | 日本精機株式会社 | Head-up display device |
CN106483664B (en) * | 2016-12-22 | 2023-08-04 | 深圳点石创新科技有限公司 | Head-up display device and vehicle with same |
-
2016
- 2016-01-25 JP JP2016011424A patent/JP6609484B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2017134105A (en) | 2017-08-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5370427B2 (en) | Head-up display device | |
JP6749334B2 (en) | Projection optical system and head-up display device | |
WO2016208379A1 (en) | Screen device and head-up display device | |
WO2016158333A1 (en) | Head-up display | |
JP6056680B2 (en) | Head-up display device | |
JP6848219B2 (en) | Image display device | |
JP6908898B2 (en) | Image display device | |
WO2018225309A1 (en) | Virtual image display device, intermediary image formation unit, and image display light generation unit | |
JP6609484B2 (en) | In-vehicle display device | |
JP7048792B2 (en) | In-vehicle display device | |
JP2020064235A (en) | Display device | |
US20210103144A1 (en) | Head-up display and moving object equipped with head-up display | |
JP6598701B2 (en) | In-vehicle display device | |
JP2017215413A (en) | Image projection device | |
JP2018010138A (en) | Display, projection device, and movable body including display or projection device | |
JP5195707B2 (en) | Head mounted display | |
JP6515796B2 (en) | Head-up display device | |
WO2018056112A1 (en) | Virtual-image display device | |
JP2018040842A (en) | Head-up display device | |
JP2017194548A (en) | Display device | |
WO2018030203A1 (en) | Display device | |
JP2018155801A (en) | Image display device | |
JP6315943B2 (en) | Projection optical system | |
JP2018087900A (en) | Image display device | |
JP6926832B2 (en) | Head-up display device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20181025 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190807 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190813 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190930 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20191008 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20191028 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6609484 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |